行走航迹推算技术的研究

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1、行走航迹推算技术的研究裘昕，朱林(北京邮电大学电子工程学院，北京100876)摘要：行走航迹推算技术(PDR)为一种辅助定位方式，因其受环境影响小而成为目前常用的定位技术之一，但是由于该技术的误差会随时间的增加而发散，因此木文将BP神经网络引入到该定位技术，以提高航向角的稳定性，并通过去重力、平滑滤波等方法来提高该技术中计步的粘确性，最后通过实验证明，这些方法在减小误差上有很明显的效果，验证本文中提出方法的可行性。关键词：定位技术；航迹推算；自包含传感器；平滑滤波；BP神经网络称中图分类号：TP802+.2ResearchonPedestrianDead

2、ReckoningTechnologyQiuXin,ZhuLin(ElectronicEngineeringSchool,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,J。Beijing100876)Abstract:PedestrianDeadReckoningtechnology(PDR)isanauxiliarypositioningtech.Foritsgoodperformanceindifferentenvironment,itbecomestheoneofthemostcommonlyusedl

3、ocationtechnology,buttheerrorwilldivergentwiththelocationtimeincreasing,sointhisarticle,theBPneuralnetworkwillhelpPDRtoincreasethestabilityoftheheadingangle,atthesametime,somemethodssuchasremovethegravityandsmoothingfilterareusedtoincreasetheaccuracyofstepcounting.Atlast,anexperi

4、mentisdone;itprovedthatthesemethodshaveasignificanteffectonreducingtheerrorandverifythefeasibilityoftheproposedmethodsinthiscirticle・Keywords:Positioningtechnology;DeadReckoning;Self-containedsensors;Smoothingfilter;BPneuralnetwork0引言随着科学技术的发展，精确的人员定位在商业、公共安全等领域也得到了越来越多的应用，比如可以通过

5、定位寻找小孩，老人，盲人等，而在一些安全机构(比如警局和消防中心)可以利用定位技术来管理犯人以及快速定位火灾发生的位置。冃前，定位的技术多种多样。在室外定位技术当中用的最为广泛的就是GPS(GlobalPositioningSystem)®位系统，对于GPS信号所能覆盖的区域，即将共周围环境不理想也能给出较好的定位结果。而在大多的室内环境，由于GPS信号被建筑体的阻挡，因此GPS在室内也不能保证精确的定位结果，因此人们提出了多种用于室内环境的定位技术，一些是基于建筑物内的无线网络，比如WLAN接入点，蓝节点等，还有一些是为定位进行特别设计的信号转发器，比

6、如虚拟GPS定位增强系统以及超带宽(UWB)信标节点等山。即使拥有这么多的定位方式，我们也不能保证能够在所有设定场景中能够使用这些定位技术。因此我们需要一种辅助定位技术以保证以上这些室内室外定位方式不能正常工作的情况下依然能够提供定位结果，这就是本文要介绍的行走航迹推算技术(PDR,PedestrianDeadReckoning)o技术最早起源于航海领域，用于行人的航迹推算技术则始于上世纪90年代。在我国，行走航迹推算技术的研究起步比较晚，目前仍处于起步阶段，但随着加速度传感器、以及罗作者简介：裘昕，(1987・)，男，硕士，主要研究方向：室内定位，导航

7、技术。通信联系人：朱林，男，硕士生导师，现空军装备研究院副院长，屮国电子学会通信分会委员.E-mail:xulianming@gmail.com盘等器件的成本越來越低⑵，因此其研究成本的降低也吸引了越來越多的研究人员，而行走航迹推算系统也向着低成本、易便携、提高辅助导航的精度方向发展。1行走航迹推算基本原理1.1基于自包含传感器的相对定位技术对于常用的非自主定位方式(比如GPS定位和WLAN定位)，山于这些定位方式所需的定位信号不可能覆盖所有的区域，在定位中常常会有盲区的出现，而行走航迹推算这种基本于自包含传感器的定位技术，因其具有极强的自主性与连续性，

8、所以常用在当非自主定位方式进入到盲区时的辅助定位。自包含传感器包括了惯性传感器(